(57)【要約】【課題】内燃機関の空燃比制御装置において、内燃機関の低負荷時において触媒温度が高い場合や触媒温度が低下した時に、排気浄化性能の向上を図り、また、部品点数を低減して構成を簡単にし、しかも、廉価とすることにある。【解決手段】制御手段は、内燃機関の負荷状態をエンジン回転速度と吸気管内圧と車速とスロットル開度とを用いて判定する負荷状態判定手段と、この負荷状態判定手段によって判定された内燃機関の負荷状態を時間経過に伴って積算する負荷状態積算手段と、この負荷状態積算手段の負荷積算状態に応じて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを判定する積算負荷判定手段とを備え、負荷状態判定手段の判定状態に関わらず積算負荷判定手段の判定状態に基づいて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを行う。【選択図】図１
2007291967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に排気中の空燃比を検出する空燃比センサと排気を浄化する触媒とを設け、前記触媒よりも下流側の前記排気通路には酸素センサを設け、前記空燃比センサと前記触媒と前記酸素センサとが活性化した状態では前記内燃機関の負荷状態に基づいて吸気量に対する燃料噴射量を補正制御し且つ空燃比を前記酸素センサに基づいて目標空燃比にフィードバック制御可能とする制御手段を設けた内燃機関の空燃比制御装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の負荷状態をエンジン回転速度と吸気管内圧と車速とスロットル開度とを用いて判定する負荷状態判定手段と、この負荷状態判定手段によって判定された前記内燃機関の負荷状態を時間経過に伴って積算する負荷状態積算手段と、この負荷状態積算手段の負荷積算状態に応じて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを判定する積算負荷判定手段とを備え、前記負荷状態判定手段の判定状態に関わらず前記積算負荷判定手段の判定状態に基づいて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを行うことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
前記負荷状態積算手段は、前記内燃機関の負荷状態中で低負荷と高負荷とを判定し、前記積算負荷判定手段は、前記内燃機関の低負荷と高負荷とのいずれか一方について時間勾配をもって加算するとともに他方については時間勾配をもって減算するように積算して積算値を算出し、この積算値と前記触媒の活性温度の範囲の下限値に対応する予め設定した設定値との比較に基づいて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
前記積算負荷判定手段は、前記負荷状態積算手段で判定された前記内燃機関の負荷状態が低負荷と高負荷とのいずれにも属さない場合に、空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とに関わらず加算及び減算を行わずに前記積算値を維持することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記積算負荷判定手段に用いる積算値の初期値を前記内燃機関の冷却水温度に応じて予め設定するとともに、前記内燃機関の始動時に検出した冷却水温度に応じた初期値に基づいて前記内燃機関の負荷状態の積算を開始することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の空燃比制御装置に係り、特に排気系の触媒の下流側に備えた酸素センサに基づいて空燃比のフィードバック制御を行う内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関の空燃比制御装置において、排気通路には、排気中の空燃比を検出する空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）と排気を浄化する触媒とを設け、また、触媒よりも下流側の排気通路には酸素センサ（リアＯ２センサ）を設け、空燃比センサと触媒と酸素センサとが活性化した状態では内燃機関の負荷状態に基づいて吸気量に対する燃料噴射量を補正制御し且つ空燃比を酸素センサに基づいて目標空燃比にフィードバック制御としてのリアＯ２フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を可能としている。
【０００３】
従来、内燃機関の空燃比制御装置には、高負荷及び／又は高回転領域への突入後のフィードバック制御の継続時間を内燃機関の運転状態の履歴に応じて設定し、触媒温度の過度な上昇を抑制するものがある。
内燃機関の燃料噴射量制御装置には、触媒温度が過熱状態となることが予想される場合に、内燃機関の運転状態に応じて燃料の増量補正を実行するものがある。
内燃機関の触媒温度推定装置には、推定触媒温度のステップ変化時に所定の時定数に応じて推定触媒温度を追従させ、そして、定常状態から過渡状態への移行時に、触媒温度推定温度の追従制御を所定時間だけ禁止するものがある。
内燃機関の燃料供給制御装置には、高負荷状態が検出され且つ推定された排気浄化装置の温度が所定温度以上である場合に、燃料の増量を実行するものがある。
内燃機関の燃料噴射量制御装置には、排気温度の推定値にエンジン回転速度に応じた上限値を設け、排気温度が実際には上昇していないのにもかかわらず、排気温度が高いと推定して燃料の増量が実行してしまうことを防止するものがある。
触媒の温度推定装置には、内燃機関の始動時に、機関温度及び吸気温度のうち小さい方を触媒の推定温度の初期値とし、内燃機関の始動後の運転中には、始動時の初期値を起点として機関回転数及び負荷に応じて定めた触媒の定常推定温度に応答遅れを有して追従する値をなまし処理により逐次求め、この求めた値を触媒の推定温度としたものがある。
【特許文献１】特開２００２−２０６４４２号公報
【特許文献２】特開２００４−６０５６３号公報
【特許文献３】特開１９９６−２８４６５０号公報
【特許文献４】特許第３２６２１５７号公報
【特許文献５】特許第２８９０６５１号公報
【特許文献６】特開２００３−３４３２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来、内燃機関の空燃比制御装置においては、空燃比制御（空燃比を目標値にフィードバック制御）のオン／オフを判定し、燃費や排気浄化性能を向上するために、排気温度が許す限り空燃比制御し、また、耐久性の向上のために、排気温度が上昇し過ぎるのを防止している。
このため、リアＯ２フィードバック制御の実施中に、内燃機関の低負荷での車両の走行や内燃機関のアイドル運転が長時間続くと、触媒温度が低下し、触媒のＯ２ストレージ能力が低下してしまう。このように、Ｏ２ストレージ能力が低下すると、目標空燃比の変化に対して酸素センサの出力電圧が敏感に反応してしまい、このため、リアＯ２フィードバック制御が安定せず、排気浄化性能が大幅に悪化してしまう。この不具合を防止するため、内燃機関の低負荷時には、リアＯ２フィードバック制御を停止しなければならず、このため、排気浄化性能が悪化してしまうという不都合があった。
また、触媒温度を正確に検知するには、専用の触媒温度センサを設ければよいが、このように専用の触媒温度センサを設けた場合には、部品点数が増加して構成が複雑になり、しかも、高価になるという不都合がある。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、内燃機関の低負荷時において、触媒温度が高い場合に、フィードバック制御を許可して排気浄化性能の向上を図るとともに、触媒温度が低下した時には、フィードバック制御を禁止し、排気の悪化を防止して排気浄化性能の向上を図り、また、部品点数を削減し、構成を簡単にして精度良く触媒温度を推定し、しかも、廉価とすることができる内燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、内燃機関の排気通路に排気中の空燃比を検出する空燃比センサと排気を浄化する触媒とを設け、前記触媒よりも下流側の前記排気通路には酸素センサを設け、前記空燃比センサと前記触媒と前記酸素センサとが活性化した状態では前記内燃機関の負荷状態に基づいて吸気量に対する燃料噴射量を補正制御し且つ空燃比を前記酸素センサに基づいて目標空燃比にフィードバック制御可能とする制御手段を設けた内燃機関の空燃比制御装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の負荷状態をエンジン回転速度と吸気管内圧と車速とスロットル開度とを用いて判定する負荷状態判定手段と、この負荷状態判定手段によって判定された前記内燃機関の負荷状態を時間経過に伴って積算する負荷状態積算手段と、この負荷状態積算手段の負荷積算状態に応じて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを判定する積算負荷判定手段とを備え、前記負荷状態判定手段の判定状態に関わらず前記積算負荷判定手段の判定状態に基づいて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関の負荷状態の判定に関わらず内燃機関の負荷積算状態の判定に基づいて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを行うことにより、内燃機関の低負荷時において触媒温度が高い場合や触媒温度が低下した時に、排気浄化性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明は、内燃機関の低負荷時において触媒温度が高い場合や触媒温度が低下した時に排気浄化性能の向上を図る目的を、内燃機関の負荷状態の判定に関わらず内燃機関の負荷積算状態の判定に基づいて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを行って実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
【実施例】
【０００９】
図１〜図７は、この発明の実施例を示すものである。図４において、１は車載用の内燃機関、２はこの内燃機関１の空燃比制御装置、３はこの内燃機関１の吸気系の吸気通路、４はこの内燃機関１の排気系の排気通路である。吸気通路３には、該吸気通路３を流通して内燃機関１に供給される吸入空気の吸気量を制御するスロットルバルブ５が設けられている。排気通路４には、排気を浄化のための触媒６が設けられているとともに、この触媒６よりも上流側で排気中の空燃比を検出するヒータ７Ａ付きの空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）７が設けられ、さらに、前記触媒６よりも下流側でヒータ８Ａ付きの酸素センサ（リアＯ２センサ）８が設けられている。また、内燃機関１には、燃料噴射装置９のフューエルインジェクタ１０が取り付けられている。空燃比センサ７は、空燃比を検出してリニアな信号を出力する。酸素センサ８は、排気中の酸素を検出してリッチ／リーンの反転した電圧信号を出力する。
【００１０】
図５に示すように、内燃機関１には、空燃比センサ７及び酸素センサ８の他に、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサとしても機能するクランク角センサ１１と、吸気通路３の吸気管圧力を検出するプレッシャセンサ１２と、車速を検出する車速センサ１３と、スロットルバルブ５のスロットル開度を検出するスロットルセンサ１４と、内燃機関１の冷却水温度であるエンジン水温を検出する水温センサ１５と、内燃機関１のアイドル運転状態を検出するアイドルスイッチ１６とが設けられている。
この空燃比センサ７と酸素センサ８とクランク角センサ１１とプレッシャセンサ１２と車速センサ１３とスロットルセンサ１４と水温センサ１５とアイドルスイッチ１６とは、制御手段１７に連絡している。
この制御手段１７には、クランク角センサ１１とプレッシャセンサ１２と車速センサ１３とスロットルセンサ１４と水温センサ１５とアイドルスイッチ１６とに連絡した車両の走行状況判定部１８が備えられているとともに、この走行状況判定部１８及び酸素センサ８に連絡した補正値算出部としてのリアＯ２補正値算出部１９が備えられ、また、フューエルインジェクタ１０が連絡している。リアＯ２補正値算出部１９は、走行状況判定部１８からの走行状況信号を得るとともに酸素センサ８からのリッチ／リーンの出力電圧を得て、リアＯ２フィードバック補正値を算出する。
【００１１】
また、この制御手段１７には、図６に示すように、空燃比センサ７と酸素センサ８とクランク角センサ１１とプレッシャセンサ１２と車速センサ１３とスロットルセンサ１４と水温センサ１５との他に、内燃機関１の吸入空気の温度を検出する吸気温センサ２０と、車載された空調装置が作動するとオンするエアコンスイッチ２１と、内燃機関１へ供給される吸入空気の吸気量を検出する吸気量センサ２２と、電気系の電流状態を検出する電流センサ２３と、車載された変速機のシフト位置を検出するシフトスイッチ２４とが連絡している。
また、この制御手段１７には、フューエルインジェクタ１０に連絡した燃料噴射制御部２５と、空燃比センサ７のヒータ７Ａに連絡した空燃比センサヒータ制御部２６と、酸素センサ８のヒータ８Ａに連絡した酸素センサヒータ制御部２７とが備えられている。
【００１２】
更に、図７に示すように、制御手段１７の燃料噴射制御部２６には、基本噴射時間設定部２８と始動時基本噴射時間算出部２９と補正部３０と噴射時間算出部３１とが備えられている。
基本噴射時間算出部２８は、クランク角センサ１１とプレッシャセンサ１２とに連絡して基本噴射時間を算出する。始動時基本噴射時間算出部２９は、水温センサ１５に連絡して始動時基本噴射時間を算出する。補正部３０は、水温センサ１５とクランク角センサ１１とプレッシャセンサ１２とスロットルセンサ１４と吸気温センサ２０と車速センサ１３とエアコンスイッチ２１とシフトスイッチ２４と空燃比センサ７と酸素センサ８と車載されたバッテリ３２とに連絡して補正値を算出する。噴射時間算出部３１は、基本噴射時間算出部２８と始動時基本噴射時間算出部２９と補正部３０とに連絡して最終的な噴射時間を算出するとともにこの算出した噴射時間の信号をフューエルインジェクタ１０に出力する。
【００１３】
制御手段１７は、基本的に、空燃比センサ７と触媒６と酸素センサ８とが活性化した状態では内燃機関１の負荷状態に基づいて吸気量に対する燃料噴射量を補正制御し且つ空燃比を酸素センサ８に基づいて目標空燃比にフィードバック制御としてのリアＯ２フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を可能とする。
【００１４】
また、制御手段１７おいて、燃料噴射制御部２４の補正部３０には、図７に示すように、内燃機関１の負荷状態を、パラメータとしてのエンジン回転速度と吸気管内圧と車両速度とスロットル開度とを用いて判定する負荷状態判定手段３３と、この負荷状態判定手段３３によって判定された内燃機関１の負荷状態を時間経過に伴って積算する負荷状態積算手段３４と、この負荷状態積算手段３４の負荷積算状態に応じて空燃比のフィードバック制御の許可（実施）と禁止（停止）とを判定する積算負荷判定手段３５とを備え、負荷状態判定手段３３の判定状態に関わらず積算負荷判定手段３５の判定状態に基づいて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを行う。
前記負荷状態積算手段３４は、内燃機関１の負荷状態中で低負荷と高負荷とを判定する。また、前記積算負荷判定手段３５は、内燃機関１の低負荷と高負荷とのいずれか一方について時間勾配をもって加算するとともに他方については時間勾配をもって減算するように積算して積算値（ＣＯＵＮＴ：リアＯ２フィードバック許可判定カウンタ値）を算出し、この積算値（ＣＯＵＮＴ）と触媒６の活性温度の範囲の下限値に対応する予め設定した値との比較に基づいて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを判定する。
また、前記積算負荷判定手段３５は、負荷状態積算手段３４で判定された内燃機関１の負荷状態が低負荷と高負荷とのいずれにも属さない場合には、空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とに関わらず加算及び減算を行わずに積算値（ＣＯＵＮＴ）を維持する。
制御手段１７は、積算負荷判定手段３５に用いる積算値（ＣＯＵＮＴ）の初期値を内燃機関１のエンジン水温に応じて予め設定するとともに（図３参照）、内燃機関１の始動時に水温センサ１５で検出したエンジン水温に応じた積算値（ＣＯＵＮＴ）の初期値に基づいて内燃機関１の負荷状態の積算を開始する。このため、制御手段１７には、図３に示すように、始動時エンジン水温に対応する積算値（ＣＯＵＮＴ）の初期値のテーブルが組み込まれている。この図３において、積算値（ＣＯＵＮＴ）は、触媒６の触媒温度状態を推定して示したものである。このように、積算値（ＣＯＵＮＴ）の初期値を始動時エンジン水温のテーブル値とすることにより、ある程度の触媒温度状態を反映させ、触媒温度の推定精度の向上を図ることができる。また、積算値（ＣＯＵＮＴ）に下限値（ＬＣＯＵＮＴ）と上限値（ＨＣＯＵＮＴ）とを設定することにより（図２参照）、大きくかけ離れた触媒温度の推定を防止して触媒温度の推定精度を向上させる。
【００１５】
即ち、この発明において、内燃機関１の低負荷と高負荷とを、内燃機関１の負荷状態を積算して判定し、単に負荷状態による判定とは別な判定とすることで、負荷状態の判定タイミングとは独立したリアＯ２フィードバック制御の許可と禁止とを行う。この場合、低負荷と高負荷とを夫々独自に判定し、低負荷と高負荷との夫々の積算値（ＣＯＵＮＴ）に加算と減算とを割り当てる。また、低負荷と高負荷との両者を、一元化したしきい値Ｇで管理する（図２参照）。これにより、負荷状態の積算値（ＣＯＵＮＴ）に維持状態を設けて（図２参照）、空燃比のリアＯ２フィードバック制御を安定させるとともに、積算値（ＣＯＵＮＴ）の初期値を図３のテーブルから設定する。そして、触媒温度を精度良く推定し、酸素センサ８からの出力電圧に基づくリアＯ２フィードバック制御の実施時期を増大させ、排気浄化性能を向上させることを目的とする。特に、空燃比のリアＯ２フィードバック制御を行うために使用する各種センサにおいて、その出力信号の変化に空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを切り換えるトリガとなる変化を捉え難い状況下で、フィードバック制御の実施する時期を増大させ、そのフィードバック制御の切換タイミングの管理の難しい制御を、簡素化することができる。また、専用の触媒温度センサを不要として、触媒温度を保護温度以下となる活性温度の範囲に収まるように、空燃比のリアＯ２フィードバック制御を行わせる。
【００１６】
次に、この実施例の作用を、図１のフローチャートに基づいて説明する。
図１に示すように、空燃比制御において、制御手段１７のプログラムがスタートすると（ステップＳ１）、先ず、図３のテーブルにより、始動時エンジン水温に応じた積算値（ＣＯＵＮＴ）の初期値を設定する（ステップＳ２）。このように設定された初期値は、積算負荷判定手段３５に用いられる。
そして、エンジン回転速度と吸気管圧力とスロットル開度と車速とアイドルスイッチ１６のオン／オフとをサンプリングし（ステップＳ３）、積算値（ＣＯＵＮＴ）＞下限値（ＬＣＯＵＮＴ）且つ積算値（ＣＯＵＮＴ）＜上限値（ＨＣＯＵＮＴ）か否かを判断し（ステップＳ４）、このステップＳ４がＮＯの場合には、積算値（ＣＯＵＮＴ）を現状に維持する（ステップＳ５）。
このステップＳ４がＹＥＳの場合には、低負荷判定条件が成立した否か（低負荷判定フラグ＝１？）を判断し（ステップＳ６）、このステップＳ６がＮＯの場合には、高負荷判定条件が成立した否か（高負荷判定フラグ＝１？）を判断し（ステップＳ７）、このステップＳ７がＮＯの場合には、積算値（ＣＯＵＮＴ）を現状に維持する（ステップＳ８）。一方、このステップＳ７がＹＥＳの場合には、積算値（ＣＯＵＮＴ）から高負荷時減算分（ＲＯ２ＨＩＧＨ）を減算する（ステップＳ９）。
一方、前記ステップＳ６がＹＥＳの場合には、積算値（ＣＯＵＮＴ）に低負荷時加算分（ＲＯ２ＬＯＷ）を加算する（ステップＳ１０）。
前記ステップＳ５、ステップＳ８、ステップＳ９、ステップＳ１０の処理後は、積算値（ＣＯＵＮＴ）≧リアＯ２フィードバック禁止値（ＲＯ２ＯＦＦ）か否かを判断し（ステップＳ１１）、このステップＳ１１がＮＯの場合には、低負荷領域のリアＯ２フィードバック制御を許可し（ステップＳ１２）、一方、このステップＳ１１がＹＥＳの場合には、低負荷領域のリアＯ２フィードバック制御を禁止し（ステップＳ１３）、これらのステップＳ１２、ステップＳ１３の処理後は、プログラムをエンドとする（ステップＳ１４）。
【００１７】
次に、この空燃比制御を、図２のタイムチャートに基づいて説明する。
この図２のタイムチャートにおいては、以下の各時間（時間ｔ１〜ｔ１２）に沿って説明する。
時間ｔ１において、スロットル開度が全開（Ｗ．Ｏ．Ｔ）付近から小さくなり始め、車速が高くなって行き、吸気管圧力が大気圧側であって負圧が弱く、エンジン回転数がアイドル回転速度を超え且つ上昇している状態であり、アイドルスイッチ１６がＯＦＦであり、低負荷判定フラグが「０」で、高負荷判定フラグが「１」であり、高負荷状態に判定され、リアＯ２フィードバック制御が許可状態にある。この高負荷状態において、積算値（ＣＯＵＮＴ）は、しきい値Ｇよりも小さな状態において減算される。
時間ｔ２において、車速が低くなり始める。
時間ｔ３において、スロットル開度が小さくなって零（０）になると、アイドルスイッチ１６がＯＮとなり、吸気管圧力の負圧が強くなり始める。
時間ｔ４において、負圧が最強値Ｐまで強くなるとともに、エンジン回転速度が一定値まで高くなると、高負荷判定フラグが「０」となり、積算値（ＣＯＵＮＴ）が下限値（ＬＣＯＵＮＴ）に維持される。
時間ｔ５において、負圧が最強値Ｐから大気側の一定値に弱くなると、低負荷判定フラグが「１」となり、低負荷状態に判定され、リアＯ２フィードバック制御が許可（実施）され、積算値（ＣＯＵＮＴ）が下限値（ＬＣＯＵＮＴ）から加算される。この場合、積算値（ＣＯＵＮＴ）において、時間ｔ１〜時間ｔ２の減算の勾配が時間ｔ５以降の加算の勾配よりも大きくなっている。
前記時間ｔ４〜時間ｔ５の領域においては、積算値（ＣＯＵＮＴ）を下限値（ＬＣＯＵＮＴ）Ｃに一定時間維持することにより、リアＯ２フィードバック制御の許可と禁止との切り換え頻度を少なくし、空燃比のリアＯ２フィードバック制御を安定させる。
時間ｔ６において、停車が行われ、車速が零（０）となる。
時間ｔ７において、積算値（ＣＯＵＮＴ）が加算されてしきい値Ｇに達すると、触媒温度が低下したと推定され、リアＯ２フィードバック制御を禁止（停止）する。
前記時間ｔ５〜時間ｔ７の領域においては、低負荷状態ではあるが、触媒温度が高いと推定されるので、リアＯ２フィードバック制御を許可（実施）している。
時間ｔ８において、スロットル開度が零（０）から再び大きくなり始め、負圧が一定値からさらに大気側に弱くなり始めると、アイドルスイッチ１６がＯＦＦになる。
時間ｔ９において、スロットル開度が所定に大きくなると、車速が零（０）から高くなり始める。
時間ｔ１０において、積算値（ＣＯＵＮＴ）がしきい値Ｇを超えて上限値（ＨＣＯＵＮＴ）に維持されると、低負荷判定フラグが「０」となる。
前記時間ｔ７〜時間ｔ１０の領域においては、触媒温度が低下したと推測されるので、リアＯ２フィードバック制御を禁止している。
時間ｔ１１において、吸気管圧力が大気圧付近になり、スロットル開度も大きくなり、車速も大きく、エンジン回転速度も大きくなると、高負荷判定フラグが「１」となり、高負荷判定状態に判定される。この高負荷状態において、積算値（ＣＯＵＮＴ）は、上限値（ＨＣＯＵＮＴ）から減算される。この場合、積算値（ＣＯＵＮＴ）において、時間ｔ１１以降の減算が時間ｔ５〜時間ｔ１０の加算の勾配よりも大きくなっている。
前記時間ｔ１０〜時間ｔ１１の領域において、積算値（ＣＯＵＮＴ）を上限値（ＨＣＯＵＮＴ）に一定時間維持することにより、リアＯ２フィードバック制御の許可と禁止との切り換え頻度を少なくし、空燃比のリアＯ２フィードバック制御を安定させる。
時間ｔ１２において、吸気管圧力が大気圧付近に維持され、エンジン回転速度がさらに高くなり、車速もさらに大きくなると、リアＯ２フィードバック制御が再び許可される。
よって、時間ｔ１０〜時間ｔ１２の領域においては、低負荷走行ではないが、触媒温度がまだ低いので、リアＯ２フィードバック制御を禁止している。
時間ｔ１２の経過後は、触媒温度が充分上昇したと推測されるので、リアＯ２フィードバック制御が再び行われる。
なお、この図２において、積算値（ＣＯＵＮＴ）の加算と減算との勾配は、サンプリング周期によって決定、つまり、車両の仕様に合わせて予め設定される。よって、各時間の勾配の採り方によって、各時間の比率が異なる。
【００１８】
よって、この実施例においては、空燃比制御（空燃比を目標値にフィードバック制御）の目標値の変更を行うか否かを判定し、空燃比制御が実施される状態で、触媒温度が低下したときに、リアＯ２フィードバック制御（触媒６の下流側の酸素センサ８の出力電圧から空燃比制御の目標値を変える制御）が不安定になるのを防止し、排気の悪化を防止する。
このため、エンジン回転数、吸気管圧力、スロットル開度、車速のパラメータから、触媒６への負荷状態を決め、内燃機関１の低負荷と高負荷とを判定し、触媒温度状態を推定する。
そして、低負荷状態においては、触媒温度が高いときに、リアＯ２フィードバック制御を実施（許可）するが、触媒温度が低下したときには、リアＯ２フィードバック制御を禁止（停止）し、排気浄化性能の向上を図る。
また、内燃機関１の低負荷と高負荷とを負荷状態の積算から判定し、また、この負荷状態の積算値（ＣＯＵＮＴ）に加算及び減算を行う。この場合、積算値（ＣＯＵＮＴ）の初期値は、図３の始動時エンジン水温のテーブル値から算出する。そして、低負荷条件の成立時（低負荷判定フラグが「１」）には、積算値（ＣＯＵＮＴ）に低負荷時加算分（ＲＯ２ＬＯＷ）を加算する。また、高負荷条件の成立時（高負荷判定フラグが「１」）には、積算値（ＣＯＵＮＴ）に高負荷時減算分（ＲＯ２ＨＩＧＨ）を減算する。この場合、ＬＣＯＵＮＴ（ＣＯＵＮＴ下限値）≦積算値（ＣＯＵＮＴ）≦ＨＣＯＵＮＴ（ＣＯＵＮＴ上限値）の関係とする。一方、低負荷と高負荷との両方が不成立の場合には、積算値（ＣＯＵＮＴ）の更新を行なわず、積算値（ＣＯＵＮＴ）を維持させる。
そして、低負荷領域において、積算値（ＣＯＵＮＴ）によってリアＯ２フィードバック制御の許可と禁止との判定を行う。また、積算値（ＣＯＵＮＴ）がリアＯ２フィードバック制御禁止値（ＲＯ２ＯＦＦ）を超えた場合で、低負荷条件の成立時には、リアＯ２フィードバック制御を禁止する。積算値（ＣＯＵＮＴ）がリアＯ２フィードバック制御禁止値（ＲＯ２ＯＦＦ）以下の場合で、低負荷条件の成立時には、リアＯ２フィードバック制御を許可する。
【００１９】
以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の構成を請求項毎に当てはめて説明する。
先ず、請求項１に記載の発明は、制御手段１７は、内燃機関１の負荷状態をエンジン回転速度と吸気管内圧と車両速度とスロットル開度とを用いて判定する負荷状態判定手段３３と、この負荷状態判定手段３３によって判定された内燃機関１の負荷状態を時間経過に伴って積算する負荷状態積算手段３４と、この負荷状態積算手段３４の負荷積算状態に応じて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを判定する積算負荷判定手段３５とを備え、前記負荷状態判定手段３４の判定状態に関わらず前記積算負荷判定手段３５の判定状態に基づいて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを行う。
これにより、空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを内燃機関１の負荷の変化に即した短絡的な切り換えをできなくすることができる。よって、触媒６の活性状態の変化は、内燃機関１の負荷の変化に対して深く関連しているが、時間的なずれがあり、緩慢であることに対応した最適な切換タイミングで空燃比のフィードバック制御をすることができる。この結果、単なる低負荷と高負荷との判定と、フィードバック制御の許可と禁止とのタイミングとを、切り離すことができる。また、内燃機関１の負荷の判定を生かしつつも、これらのフィードバック制御の許可と禁止との判定タイミングとは独立した空燃比のフィードバック制御を行うことができる。更に、空燃比のフィードバック制御の許可領域を広げて、排気の悪化を防止し、排気浄化性能を向上することができる。更にまた、専用の触媒温度センサを不要とし、部品点数を削減し、構成を簡単にして精度良く触媒温度を推定し、しかも、廉価とすることができる。
【００２０】
次に、請求項２に記載の発明は、前記負荷状態積算手段３４は、内燃機関１の負荷状態中で低負荷と高負荷とを判定する。前記積算負荷判定手段３５は、低負荷と高負荷とのいずれか一方について時間勾配をもって加算するとともに他方については時間勾配をもって減算するように積算して積算値を算出し、この積算値と触媒６の活性温度の範囲の下限値に対応する予め設定した値との比較に基づいて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを判定する。
これにより、低負荷であり触媒６が活性状態にない場合や、高負荷であっても触媒６が活性状態にない場合、あるいは逆に、低負荷であっても触媒６が活性状態である場合や、高負荷であって触媒６が活性状態である場合を、夫々判定することができるので、活性状態にある触媒温度に合わせてＯ２フィードバック制御の許可と禁止とを行うことができる。また、低負荷と高負荷とで、夫々予め経験により積算値（ＣＯＵＮＴ）の勾配を選んで最適にＯ２フィードバック制御を設定することができる。更に、負荷状態の積算により、低負荷と高負荷とを一元化したしきい値Ｇで管理することができ、切換タイミングの制御を簡素化することができる。更にまた、短期的な低負荷と高負荷との繰り返しや、酸素センサ８のリッチ／リーンの反転やスキップの影響も受けにくく、安定した空燃比制御が可能となる。
【００２１】
更に、請求項３に記載の発明は、前記積算負荷判定手段３５は、前記負荷状態積算手段３４で判定された内燃機関１の負荷状態が低負荷と高負荷とのいずれにも属さない場合には、空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とに関わらず加算及び減算を行わずに積算値（ＣＯＵＮＴ）を維持する。
これにより、内燃機関１の負荷状態に応じて触媒６の活性状態がほとんど変化しない状態でのフィードバック制御の許可・禁止の変更を禁止することができる。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明は、制御手段１７は、前記積算負荷判定手段３５に用いる積算値（ＣＯＵＮＴ）の初期値を内燃機関１のエンジン水温に応じて予め設定するとともに、内燃機関１の始動時に検出したエンジン水温に応じた初期値に基づいて内燃機関１の負荷状態の積算を開始する。
これにより、内燃機関１の冷機始動時、暖機時（再始動時）等、内燃機関１の停止により、負荷状態の変化を伴わずに変化する触媒６の活性状態に合わせることができ、誤った値で空燃比制御を開始し且つこの誤った状態を継続することを防止することができる。
【００２３】
なお、この発明は、上述の実施例に限定されず、種々応用改変が可能であることは、勿論である。
例えば、内燃機関の始動後、触媒温度が上昇するまでは、フィードバック制御を実施することができないため、内燃機関の始動後、一定時間経過後にフィードバック制御を行っていた。この遅延時間は最悪の場合を想定して設定しているため、実際には、触媒温度が上昇し、空燃比制御できる状態であってもその制御を開始していなかった。そこで、上記の制御と同様に、積算値（ＣＯＵＮＴ）を設け、内燃機関の始動後の高負荷時に積算値（ＣＯＵＮＴ）に加算して行き、一定値以上となったら時間に関係なく、空燃比制御を開始する。これにより、空燃比制御安定性と排気浄化性能向上とを、両立させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
内燃機関の負荷状態の判定に関わらず内燃機関の負荷積算状態の判定に基づいて空燃比のフィードバック制御の許可と禁止とを行うことを、他の制御にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】空燃比制御のフローチャートである。
【図２】空燃比制御のタイムチャートである。
【図３】積算値（ＣＯＵＮＴ）の初期値を設定するテーブルである。
【図４】内燃機関の構成図である。
【図５】空燃比制御装置の構成図である。
【図６】制御手段の構成図である。
【図７】制御手段の燃料噴射制御部の構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  内燃機関
２  空燃比制御装置
３  吸気通路
４  排気通路
５  スロットルバルブ
６  触媒
７  空燃比センサ
８  酸素センサ
９  燃料噴射装置
１０  フューエルインジェクタ
１１  クランク角センサ
１２  プレッシャセンサ
１３  車速センサ
１４  スロットルセンサ
１５  水温センサ
１６  アイドルスイッチ
１７  制御手段
２５  燃料噴射制御部
２８  基本噴射時間設定部
２９  始動時基本噴射時間設定部
３０  補正部
３１  噴射時間設定部
３３  負荷状態判定手段
３４  負荷状態積算手段
３５  積算負荷判定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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